книги2 / 333

вприроде нет, для одного объекта или явления может быть несколько моделей, между моделями исторически существует конкуренция, и все они имеют границы применимости. В целом в результате предметной, мыслительной, рефлексивной деятельности формируются иерархии моделей. Заметим, что в практике обучения нет использования нескольких моделей одного объекта.

Знаки и знания. Сейчас в методологии признается, что в человеческом мире единственной фундаментальной реальностью утверждается деятельность. В виртуальных мирах не любая деятельность возможна. Не любую деятельность знаковыми средствами можно передать. Например, в распространенной сейчас практике использования интерактивной доски мы имеем в качестве объектов оперирования знания и воспроизводим деятельность со знаниями. Знания представляются на доске в форме знаков и их отношений. Но это только один аспект формирования мышления. Внешняя предметная деятельность с реальными объектами здесь отсутствует, а она необходима.

Вобразовании социально-историческая природа мышления проявляется в первичном освоении сначала норм культуры мышления в коллективной деятельности, параллельно и самоценно сопровождающейся, в частности, предметной деятельностью (материальным экспериментированием и др.). Понятно, что деятельность при присвоении норм культуры (в форме знаний) тоже фундаментальна

вобучении, отсюда вся важность организации деятельности со знанием. Причем деятельность со знаниями не должна противопоставляться материально-предметной деятельности.

При массовом обучении, что сейчас все более усложняющаяся необходимость, трансляция знаний – фундаментальный и экономный механизм образования. Но упаковка и распаковка знаний при их трансляции никогда не происходят автоматически, а сейчас тем более требует специальных усилий. Типичная проблема: как за знаком (знанием) расшифровать деятельность?

Наша теоретическая позиция по деятельности над знанием выражена в ряде следующих тезисов-мыслей.

Деятельность со знаниями в обучении стара как мир, особенно в математике и физике. Правда, плохо разделяется деятельность со знанием (определение, повторение и др.) для его усвоения как нормы и деятельность со знанием для его развития и совершенствования (новое доказательство, границы применимости и др.).

Исторически в методике обучения физике существуют два принципа понимания, познания и организации обучения: а) натурный, или узко материалистический, б) деятельностный. И природа знаний через них существенно различается: в первом случае определена схема «объект – взаимодействие – субъект», в итоге – знание; во втором случае вещи, свойства – результат соци-

151

альной деятельности, образования деятельности, отсюда знания социальны и историчны. В итоге знания – форма существования, «упаковки» опыта; значит, упаковка и распаковка содержания и функций знания важны. Например, в практике обучения физике известны два подхода в определении материальной точки: первый – тело, размерами которого можно пренебречь…; второй – модель тела… Важно понять, что это разные образования.

Согласно парадигме деятельности, в обучении происходит присвоение знаний. (Пишут: чтобы стать человеком надо прикрепиться к деятельности, к культуре, знаниям…) Подчеркнем, что в широком смысле знания (как фиксация опыта) – основная форма представления деятельности и отсюда, конечно, учебной деятельности. Но в обучении присвоение знаний идет в разных формах предметной деятельности. Например, широко известно требование в теории поэтапного формирования понятий и умственных действий формирования деятельности в материальной форме [148, 149].

 Важно, что экспериментирование как учебная деятельность одновременно является формой экспериментирования над знанием под цель – освоение живого (личностного) знания, т. е. опыта. И методолог А. В. Ахутин жестко утверждает: «Короче говоря, то

мерения к определению единства, а наоборот. Измерению всегда предшествует открытие «среза» объединения, т.е. открытие того, в чем различие может сравниться» (с. 138); «Разумеется, преобразовать сознание можно лишь в той мере, в какой я вовлекаю его в преобразование предмета, и, напротив, всякое преобразование предмета формирует и новое понятие о нѐм – это, собственно, и составляет содержание эксперимента» (с. 206). Повторим: «теоретическое понятие может предметно существовать только в условиях эксперимента, т. е. только пока существует реальный предмет, идеальным «продолжением» которого (в процессе предельной идеализации) является понятие» (с. 218–219).

152

Рационально различать следующие единицы знаний: факты – единицы материала, с которым имеют дело в деятельности; онтологические картинки мира, т. е. изображения реальности; средства выражения знаний, фактов, т. е. языки описания, представления; методы познания, системы методик изучения или исследования, т. е. нормы процедур деятельности, заданные как системы знаний; модели объектов или явлений, которые представляют (репрезентируют) частные, эмпирические объекты исследования, т. е. заместители чего-то; знания по статусу в системе теории: физические величины, теоретические конструкты (объекты без опоры на опыт), принципы, гипотезы, законы, постоянные величины, уравнения и др.; проблемы; задачи (научные, проектные, методические и др.); интерпретации (мировоззренческие обобщения).

По видам возможно различение знаний на предметные, методические и др. В методике сейчас оправданно выделение трех специфических областей деятельности: науковедческая и исследовательская деятельность (поиск новых научных знаний и их трансляция); проектирование и конструирование содержания образования и методик; практическая образовательная деятельность – деятельность преподавания и учебная деятельность в единстве предметной деятельности и деятельности учения. Последнюю психологи (И. И. Ильясов и др.) задают как деятельность по самоизменению, как рефлексию опыта, отсюда в большей степени как деятельность с личным знанием. Очевидно, что в каждой области есть свои знания и свои особенные деятельности со знанием. И надо это выделять и различать. Например, метод научного познания в форме «факты – модель – следствия – эксперимент» – это одно знание, а принцип цикличности в форме «факты – модель – следствия – эксперимент» – другое знание. Заметим, что в обучении стратегиче-

ским остается задание норм знаний (научных, методологических…), а затем овладение деятельностью.

Знаки и мышление. Г. П. Щедровицкий утверждал: «Мыш-

ление формируется не на основе чувственных форм отражения, а

вне их» (1997, с. 579). А на чѐм это: «вне их»? Ответ: на основе работы со знаками (моделями) в связке с объектами.

Очевидно, для движения вперед в физическом образовании нужна твердая точка опоры. Считаем, что внешняя точка опоры – это организация полноценной деятельности моделирования и экспериментирования. Внутренней точкой развития субъекта и источником его эффективной внешней деятельности является присвоение физического мышления и мировоззрения. И это присвоение должно быть методологически и методически верно задано. Прежде всего, это работа со знаками-моделями.

Для обучения важно задать некую инструментальную модель мышления, которая бы, вскрывая суть этой (мыслительной) дея-

153

тельности, давала бы возможность с помощью содержания и процессов управлять еѐ воспроизводством (или формированием). В связи с этим интерес представляет выражение мышления как метода (средства) познания. Фундаментальным элементом такого выражения мышления является мыслительный акт, а в итоге – система актов (проблематизация, выбор метода, действие на проблему, результат, его рефлексия и оценка). Система актов при нормировании с целью трансляции опыта имеет простую структуру. Заметим, что она циклична, не противоречит известному в методике принципу организации учебного познания «факты, проблемы – гипотеза, модель – следствия – эксперимент, практика» (В. Г. Разумовский, 1975).

Но макрохарактеристик мышления недостаточно. Выделяют слой микропроцессов и их характеристик: построение системы (проблематизация, структурирование, моделирование, взаимодействие), анализа (абстрагирование, различение, разделение, исключение из системы), синтеза (гипотезирование, обобщение, отождествление, объединение, включение в систему), дедукции. Микропроцессы – более дробные, универсальные акты мыслительного действия. Заметим, что Г. П. Щедровицкий считал деятельность структурой, а И. И. Ильясов, соглашаясь с таким видением, выделяет в качестве компонентов процессы (1986, с. 126). По-видимому, это распространяется и на деятельность моделирования, и на мышление как деятельность, т. е. мышление тоже представляет собой систему процессов.

Методология в отношении к интеллектуальным процессам (пониманию, рефлексии, коммуникации, мышлению) занимает позицию их внешнего, деятельностного задания (описания). И хотя задача выяснения природы такого феномена, как мышление, остается, но она сдвигается от психолого-физиологического аспекта на логико-социальный. Для этого используются специальные проце- дуры-инструменты. Одним из эффективных является моделирование, работа с моделями.

Для саморазвития личности, для того, чтобы осознанно вести мыслительную деятельность, надо действовать на мышление речевой деятельностью, знаками, средствами логики, предметными действиями при экспериментировании и т. п. Г. П. Щедровицкий писал: Мы «заместили какие-то объекты знаками – ведь только так мы можем сделать эти объекты предметами своей мысли и предметами познания. Мы заместили объекты знаками и затем применили к знакам некоторые новые познавательные операции. В результате вычленяется некоторое новое содержание, которое мы опять-таки фиксируем в знаках, в знаках второго слоя» (2004, с. 367).

Методологическая модель мышления. Здесь мы под-

чѐркиваем, что в описании моделирование выступает как метод, за-

154

даѐт или организует фундаментальный процесс. Социальная (историческая) природа мышления как ядра любой познавательной деятельности не вызывает сомнения. Но как это сделать продуктивным, учесть в технологии? Так встает задача знакового задания мышления, т. е. построения модели.

Повторим, в определении мышления уже достаточно четко задается отношение «объект – знак». Это отношение во всех аспектах

ций с ними» (Г. П. Щедровицкий, 1997, с. 578 и др.). Все эти аспекты как вариант описания важны для понимания процессов освоения мышления при обучении физике. Подчеркнѐм, присвоение мышления понимается как усвоение норм, «опыта рода», как усвоение системы (структур!) знаний в широком смысле, в форме фундаментальных теоретических обобщений – понятий, законов, теорий, физической картины мира. Для методики обучения физике важно в

155

полной мере понять, что мышление в процессах обучения «присваивается» как современная норма и необходимы специальные усилия как для его верного (научного, эффективного) задания, так и для организации соответствующей учебной деятельности (предметной, мыслительной и др.).

Выделение и освоение отношения «объекты – знаки, модели» является стержнем, по нашему мнению, как процесса экспериментирования, так и процесса теоретических исследований (решения задач, моделирования). Объективно, в материальной предметнопреобразующей деятельности это задаѐт мышление как кооперированную, социальную форму существования людей. Проблема заключается в освоении такого отношения. Над этим фактически и бьются методисты-экспериментаторы, как в выделении объектов исследования, так и в фиксации объектов в знаках, в частности в моделях.

В целом сама схема (рис. 3.1), несомненно, несет функции модели: согласует социально-историческую природу мышления и психолого-физиологические аспекты этого феномена, объясняет некоторым образом интериоризацию опыта предметной деятельности, обеспечивает понимание для процесса обучения замещения деятельности с объектами деятельностью с моделями, объясняет природу и необходимость деятельности с моделями разных уровней и необходимость и роль онтологизации и др. Следует отметить, что в модели только косвенно отражается активность субъекта в мыслительной деятельности, хотя значение воли, чувств, мировоззренческих ориентировок деятельности трудно переоценить.

Раскрытие моделирования как формы мышления хорошо представлено в рефлексивной познавательной деятельности современных физиков. Повторим и подчеркнѐм, что специалисты твердо утверждают: «Даже в тех случаях, когда кажется, что объект чисто объективно существует сам по себе, он в действительности в том виде, каким представляется, существует только в отражении, как модель, и обязательно несет на себе отпечаток деятельности субъекта по его выделению из среды… Ощущения на основании некоторой меры устанавливают границы, как бы структурируя в том или ином отношении отражение мира у субъекта, выделяя границами объек-

ты» (В. Б. Губин, 2005, с. 9, 13).

А. Эйнштейн, как бы заранее поддерживая мысль Г. П. Щедровицкого, писал: «Наука занимается совокупностью первичных понятий, т.е. понятиями, непосредственно связанных с чувственными восприятиями… Эта новая «вторичная система», которая характеризуется большим логическим единством, содержит зато только такие собственные элементарные понятия (понятия второго слоя), которые прямо не связаны с комплексами чувственных ощущений. Продолжая усилия для достижения логического единства,

156

мы приходим… к третичной системе, ещѐ более бедной первичными понятиями и соотношениями…» (1967, с. 203). Здесь емко показана стратегия физического мышления, важная сейчас для развития физического образования.

Итак, получается, что на макроуровне в системе интеллектуальных процессов мышление, во-первых, тесно связано с коммуникацией, пониманием, рефлексией, предметной деятельностью, вовторых, достаточно узко дифференцируется как деятельность со знаками (моделями) в связи с исследованиями объектов и явлений реальности (практикой).

Для эффективного формирования в обучении современ-

ного физического мышления необходим поиск новых методических решений. Такая работа, конечно, постоянно идет и представлена явно или неявно во многих публикациях. Подчеркнем здесь значение лишь следующих важнейших направлений методической деятельности:

Физическое мышление задается или вырастает в ходе исследований реальных объектов и явлений физического мира, результаты которых должны находить выражение в теоретических моделях.

Специальные и особые усилия должны быть направлены на реализацию в разных методических решениях логики метода научного познания, представленного схемой «факты, проблема – гипо-

157

теза, модель – следствия – эксперимент, практика» (В. Г. Разумовский и др.).

В учебных системах физических знаний должно быть последовательно и четко выполнено различение объектов и явлений реальности и средств их описаний (моделей, физических величин, законов и др.).

В качестве мировоззренческой парадигмы, т. е. исходных модельных представлений, для формирования современного физического мышления следует опереться на концепцию взаимодействий (В. В. Мултановский, 1977) и концепцию универсального эволюционизма (Н. Н. Моисеев, 1998; В. С. Степин, 2000).

В целом фундаментальные (методологические, психологические, педагогические) представления о мышлении доказывают необходимость усиления внимания к освоению отношения «физическое явление – модель» при изучении всех вопросов.

Примеры-следствия освоения деятельности моделирова-

ния.

Работа с учебными физическими задачами. Школьная учеб-

ная физическая задача, во-первых, – это образование методического мышления и деятельности, во-вторых, по функции – это средство, инструмент воспроизводства физического мышления и деятельности в условиях обучения (усвоение нормы), в-третьих, – это объект изучения и исследования. Отсюда и особенности отношения с задачей (рис. 3.2). Здесь четко видны взаимные переходы «знак – объекты природы», причем в ходе работы с задачей происходит изменение знаковых систем (переформулировка требования, изменение языка задания и др.). В этих отношениях и переходах и существует (выражается) мышление. Со знаками надо работать на доске и в тетради, с объектами –

лучше экспериментировать, но можно их и Рис. 3.3

изображать, понимая, что это обозначение реальности. Не случайно опытные учителя подчеркивают значение рисунка.

Учебные физические задачи в большинстве случаев сформули-

рованы в рамках правил теории, фактически связаны и направлены на освоение знаний этой теории. Но необходимо, что принципиально, ставить и решать проблемы описания реальности. Именно тогда вскрывается модельность наших представлений, именно тогда формируются творческие умения находить (строить) нужные методы решения, понимать их ограниченность. Здесь громадный ресурс интереса к физическому познанию. Напомним, как интересны экс-

158

периментальные задачи! Общество физиков, методистов, учителей должно быть едино в усилии – ни урока без экспериментальной задачи! А это, в том числе, и умение «видеть» задачи вокруг себя.

Работа по объяснению физического явления. Современное по-

нимание чего-либо без построения модели невозможно. И физика пронизана отношением «явление – модель».

Два простых примера по изучению явления испарения жид-

кости и явления фотоэффекта. Многолетний опыт преподавания убеждает, что просто поставить опыты, а тем более ограничиться определениями и формулой Эйнштейна – малопродуктивно. Нет необходимого понимания.

В первом случае используется молекулярно-кинетическая модель явления (рис. 3.3). При еѐ изучении (теоретическом исследовании!) осваиваются необходимые знания: Как движутся частицы вещества (молекулы) в жидкости? Изменяется ли их движение при нагревании? Как они взаимодействуют между собой? Как меняется условие взаимодействия частиц, если стакан с жидкостью закрыть?

Есть ли в этом случае явление испарения? Почему испарение зависит от площади испарения? По-

чему испарение зависит от нагревания жидкости?

Во втором случае используется микромодель явления внешнего фотоэффекта, она может быть задана несколькими схемамирисунками (рис. 3.4), по экспериментальным сюжетам. Вопросы при изучении модели: Взаимодействие каких объектов приводит к явлению фотоэффекта? Почему не любой фотон может «выбить» электрон? Происходит ли фотоэффект при положительно заряженной цинковой пластике? Почему он не наблюдается в школьном опыте? Зависит ли интенсивность фотоэффекта от числа падающих фотонов?

В целом любые теоретические обобщения школьного курса физики невозможны без явного использования моделей. В учебнике физики нового поколения приведен пример рассмотрения современной физической картины мира как модели [136].

Итак, получается, что освоение деятельности модели-

рования – стратегическая задача обучения физике. В разнообразии конкретных действий моделирования у школьников формируются современные системы понятий, они овладевают методом научного познания природы, способны понимать и познавать человеческий физический мир.

159

3.2. Использование моделей в деятельности по решению школьных физических задач

Задача по природе – социокультурный объект, рукотворный, исторический; задача – это полипроцесс, еѐ множественное описание (моделирование) нормативно. Учебная задача, что всегда шире физической задачи, в современной методической практике становится системообразующей образования. Еѐ предназначение и эффективность в итоге определяются этапом развития человеческой деятельности вообще, конкретной предметной деятельности, в частности. Классификация задач по видам многофакторная: по функциям, по методам решения, по форме задания и др. Структура задачи как объекта – структура еѐ решения; она меняется по мере изменения самой деятельности. Отсюда задачи – всегда модели. Чего? Общий ответ – деятельности. В обучении доминирующим образом их формулировка, отбор и предназначение зависят от учебной деятельности (В. В. Давыдов, Л. М. Фридман и др.). Крупные деятели задают свои особенные задачи, которые двигают вперед развитие данной области.

Учебная деятельность при решении физических задач должна организовываться по известной схеме «анализ текста и анализ физического явления – идея или план решения – решение – анализ решения», что хорошо согласуется с логикой научного метода познания. Необходим более широкий взгляд на саму задачу и процедуры работы с ней. Опираясь на опыт [16, 29–30, 43, 70–71, 75, 89, 122, 175, 201], назовем важные, с точки зрения методологии, положения методики деятельности с задачей.

Стратегически должно быть изменено отношение к школьной учебной задаче. Во-первых, это образование мышления и деятельности, во-вторых, по функции – это средство, инструмент воспроизводства мышления и деятельности в условиях обучения (усвоение нормы), в-третьих, это объект изучения и исследования. Учебная деятельность по решению задач – это увлекательная (совместная, напряженная, эмоциональная, всегда результативная) деятельность по достижению победы над самим собой, над материалом задачи. Не так важно, какие справочники вы используете, в какой консультации нуждаетесь, как быстро решаете. Главное – усвоить мето-

ды научного мышления и деятельности (шире – опыт).

Учебные физические задачи в большинстве случаев сформулированы в рамках правил теории, фактически связаны и направлены на освоение знаний этой теории. Это неплохо. Но необходимо, что принципиально важно, ставить и решать проблемы описания физической реальности при работе с любой задачей. Именно тогда вскрывается «модельность» наших представлений, именно тогда формируются творческие умения находить (строить) нужные мето-

160